乘用车钳盘式制动器的结构设计及建模

1、本科毕业设计论文乘用车at盘式制动器的结构设计与建模Structural design and modeling of thepassenger caliper disc brakes可修编摘要本次毕业设计,是迅行汽车IB盘式制动器的结构分析与建模,首先文章的 开头介绍了什么是汽车的制动系瓷,以及汽车制动系线的组成,其中汽车在行 驶时和停止时的制动是我们考虑的重点,然后依裾制动器的制动形式介绍了电 碳式,液力式以及最常用的摩擦式制动器.在说明完基珊知识之后,我重点讨论了断涉及的重点,即摩擦式制动器, 摩擦式的制动器可依据摩擦副的种类可分方就式,盘式与带式,其中鼓式与盘 式运用的最为广泛,而由于

2、盘式制却器的优点多,而且随着生产力水平的提升, 以及本钱的惮低,盘式制孙器愈来愈多的运用到汽车的生产之中,而盘式之中 SUffl盘式制动器运用的最为广泛,81此本文决定设计fl!盘式制动器.在碑定了设计的制动器类型之后,查阅车身的各种参数后以及国家标准中对制 动系统的要求,对制圳器本身的结构尺寸,诸系制旃盘的直径与厚度,制力劣, 摩擦田数以及制动间隙迅行了初步设计.在设计好了之后,对各BS指标迅行校核,在符合标准断制定的要求后,画出了 31盘式制动器的零件图,并进行三维建模.关舞词：盘式制国器；设计方法；三维建模可修编AbstractThe graduation project is to c

3、arry automobile caliper disc brakes structural analysis and modeling, the first beginning of the article describes what constitutes automotive braking systems, and automotive braking systems, where the traffic and the parking brake is our key consideration, and then based on the brake in the form of

4、 electromagnetic brake introduced, and the most mon type of hydraulic friction brakes.After instructions in the basics, I focused on the focusing involved, namely friction brakes, friction brakes can be based on the type of friction can be divided into the drum, disc and tape, in which the use of dr

5、um and disc the most widely used, and because of the advantages of multi-disc brakes, and with increased productivity levels, as well as lower costs, more and more use of disc brakes to the car into production, and the disc into the caliper disc brakes use the most widely used, and therefore decided

6、 to design this paper caliper disc brakes.In determining the design of the brake type after the inspection body and the national standards of various parameters on the braking system requirements, the structural dimensions of the brake itself, such as the diameter and the thickness of the brake disc

7、, brake caliper, friction factor and brake clearance preliminary design.After the design is good, the various indicators checked, after pliance with the requirements established standards, draw the caliper disc brake parts diagram, and three-dimensional modeling.Keywords' disc brakes; design met

8、hod; dimensional modeli目录i要in第一章绪轮11.1制动系线的根本念11.2制力器的结构分类21.3制动系统研究现状2第二章制洲器的结构形式选择32.1就式制动器的I作原理32.2盘式制动器结的简单说明42.3盘式制却器与就式制动器相比,有以下优点52.4盘式制助器方案比拟52.4.2 i? 3 ill盘式制却器62.5乘用车制3器结构的最终选择7第三章骨力器的设计流程73.1设计参数73.2花盘式制动器主要元件73.2.1制动盘73.2.2制动供113.2.3 制动 JU123.2.4摩擦材料133.2.5制动器间隙及调整143.3制动器制动方分财曲线分析153.4同

9、步附着系数的选取183.5确定前后轴制动力殂分配系数203.6有关制动效能的计算203.7制动器制动力角的计算213.8制动系线11能要求213.8.1制却时汽车的方向稳定性的要求213.8.2 $ij 3J 速度/的计算233.8.3制洲拒离S的要求233.8.4丹车轮制却器的比能量耗散率的要求243.8.5比照摩擦力的要求243.8.6预防水和污泥进入制幼器I作外表243.8.7紧急制幼时路板力的计算24可修编3.8.8制所路板行程的计算253.9磨损特性之计算25第四章校核及技术要求274.1有关泓度精况校核274.2制动器的技术要求284.2.1制削盘284.2.2 制动 f|284.

10、2.3前轮轮毂总成技术要求28第五章制旃器的三维模型295.1三维建模乾件之介站295.2制动器零件图的三维的建模295.2.1制动盘的三组建模29522制助圳的三维建模305.2.3轮毂的三组建模305.2.3支架的三维建模315.2.3轴承的三维建模325.2.6制却片的三维建模335.2.7隔泥板的三维建模335.2.8其他小邯件的三维建模345.3制幼器装配图36参考资料41致39可修编第一章绪论1.1旨动系筑的根本樵念制动性是反响汽车自生性能的一个十分有恿义的参考标准,其包拈是否可 以北汽车保特有适宜探速度,是否可以让汽车在下长坡制助时保持有相对平缓 的aa,以及可使其停在原地或坡道

11、上等判定标准；这之中包含有一系列的特 殊装置安装在汽车上,使人们能根需道路和交通条件,在脚联下踏板后可控的 改变汽车运动状态的力叫做制却力,如此的一系列特殊的装配系说,就被人们 称力制动系统.这类用来使汽车速度放缓或加速一殷不用以反停车系筑祓林力制动系 统,其中在汽车1713程中使汽车航速或加速断用的制却器,即行车制动器和 停车时让汽车原地不动的制动器即班车制动器.是伺和汽车心顶具备的.根据制动的动力来atffw分,制却器可以被分力,用驾驶员本身的生啊质能作为制 动系筑的制动能量被称之力手动制动器；完全依脱发动机的自身的能量转竦而成的 气压或浪压模式的势能举行制动的删是动方制动系,其制动源能够

12、发动机启上的空 气压缩机或油泵；同样的如果是采用驾驶员自身的力量以及发动机本身动力的制动 系筑叫坐伺服制动系.班车制动系能够为人力或动力的方式来举行.而且还有利用重力 制动系洗,而且这两者是特意用在挂车的.依照却能量的传输样式,制动系线 可分力机械式、液压式、气压式和电碳式等形式.同时使用两种制动系统和上 传到风格可以称力匹财式制动系筑制却器11能是评估汽车平安性的一个要紧因素,与此同时亦然也是汽车的 重要组成局部之一.到现在汽车行业所然是十分篷勃,充满活力,人们对汽车的性能的央湖愈来愈高.一款平安、简便、耳保、经济的制动体系可以大大拾 高汽车的机能.这亦是汽车设计人员孜孜以求的目标.1.2骨

13、却器的结构分类制动器技制动目的可分为行车制却器、51车制动器,这两者是所有的车辆 心备,除此之外ii有应急制却器和辅朋制助器主要运用于大型商务车,以及 自动制动器等.在刹车系藐中,能像陀螺锵个样子运动之局部,假设被安置在汽车轮子上, 并很直白的对车轮进行影响的叫车轮制动器.而假设其安配在起戒上启下功用的 部件上,同距起刹车作用的是中央制动器.根裾能量耗散的方式可分力摩擦式,液压式,电磁式等样式,此中电礁式 的制动器固然操纵较为轻易,但构造赖杂况且老本力较高,所以日常不使用, 而液力式的制动器日常根本上以缓冲器的模式呈现,所以来说广泛使用的是摩 擦式制动器.根据摩嫁摩服副的几何可分为曲,盘和带式

14、制却器ffiffl,这通常 不使用,只作方一个缓冲,所以在滚简的实际设计中,制力盘和装倡以最普反 的应用.1.3制训系筑研究现状在质料采电方面：80年代之前,被广泛的采用的是石棉捌脂型摩擦材料, 但园石棉磨楝片横带有毒而且吸入人体后时肺有不利的助用,以及照成环境污 染.因此,一忡必定的开展趋势为汽车制幼系无石棉化.国际上从上个世纪70 年代就入手制止选用石棉用做制动原料,"2003年10月1日以后,制动村片 应不含石棉"也是我国修定的GB12676-1999法俱的最为直白的判定.当前国 际上第三代縻擦原料来临即不含有石棉有机物NAO片.其中玻璃纤维的起主要 功用,芳香族聚励

15、股纤维和其他纤维碳,瓷等作力增强材料.其重要的突 出特点是：不管是在低温或高温都保特良好的削动的放,消探磨损,噪音,能 够使刹车盘的使用寿命更力长久,代表目前磨擦质料的开展方向.当前,车物绝大制分依IFI是选用盘式和装式制动器的配合模式.固然盘式 的生产水平M今有所提升,域本有很大的降低,然而与鼓式的比起来其的本钱 依IF1要高许多.当然,盘式制却器的II能较好,邯的寸片I作的时间更加的 久远,而且其他方面的水平也迅一步提升区间.磨擦质料如今更大水平的向有机材料例改变,南对盘式制动器的能长来沸 是一个非常好的机遇,能隅使得气压盘式制动器在更高的温度下运转,而滚简 制动札科制作的削却系统是无法承

16、受这样的温18,于是乎工程技术人员都杷设 计的重点放在了盘式制动器上.第二章骨初器的结构形式选择2.1鼓式制洲器的工作原理装式制动器式制动器中十分有效的一利制动器,是由一定量的铁,依裾形 状像一个lOflffio原来其的价格比拟IK,而且其可以我碍较大的制动方,被 十分广泛的运用于汽车的刹车系藐之中,但是其本身具有叙大的劣势,尤其是 在沼度上升后,其的下惮更力显著,施着科技水平的提升和技术的不断开展, 盘式制动器的价格愈来愈低,并且巳经在中水型汽车上逐步的替代装式碍了, 不过由于鼓式制动器可以我i导较大的制动方,园此在一些对刹车的要求的十分 的大的的重型汽车上仇采用这种类型的制动器.在乘用车的

17、我碍的制动效果园力有车轮自身的运动两棚不是成均匀分布 的.乘用车制动装中,通常只有一个轮41,制动轮41的制动总泵即当液压轮41 活塞在U的顶部的两端向左侧削瓦,力是平等的.然而,车轮旋转时,作用在 左右的力不对称,产生的压力的制动就,制动蹄少的自增力或自减力.园此, 自增力1郦瓦的工业侧称方领蹄,从SJ瓦自少侧力称方从蹄,蹄领摩擦力角是从 蹄的22.5倍,祯个制动蹄片的程度摩擦村片的磨损是不一样的.81力要保特有较好的制动效率,园此最适宜的两者之间的距离必殖在蹄 与就的中间.应力有磨损的发生,蹄与就之间的间距不断被拉大,因而必赖要 有一种机制,用于调节间隙.从前的装式制动器必顿要用手才可以调

18、整间隙. 而现在I®着科学技术水平的不断拾升,让汽车保持有较好的制动效率的工作愈 来愈智能化.当间隙增大时,发射的俐瓦的就会高于断定的值,通过智能化的 方法,来保证制动器的正常运作.2.2盘式骨训器结的简单说明其通常的形式有址盘和全盘俩类,这是依裾其中所不动的局部的组织形态 注行界定的.(1 )钳盘式IB盘式的利类日常来折有三肿类型的结佝形式,一力定的,它的HI与块是 固定不动的,且双面上都有气SI, Q1H又叫对置活塞式,而另外俩个品种的其 是能够却的,分别作的是平刈与摆切,而对于摆的来沸,由于其有一定的运却 误差,会对刹车系筑照成不利的影响,于是乎,我们在它的气却上的片上装牧 成

19、一个有一定的做斜的形状.(2)全盘式其那个能保陀螺那个样子运动之都分,以及不动的都分都与不明飞行啊的形可修编-状相类似,在iS行剃车时,以上所述的两个局部让盘与片完完全全的相互的搞 在一起,其原理与离合器类似,于是乎又四离合器式的制刈器.2.3盘式制却器与鼓式黑却器相比,有以下优点(D；盘式胸器的水与热稳定性都要好于敲式,而且与运却的方向是无关的因此其能适应更多,更复杂的情况.(2) 其可以运用于双回路的情况,而敲式制孙SfB®«到此等功用,于是乎汽车鼠重要的最重要的指林就得到了大大的ffiiloo(3) 其尺寸较水,质量较轻,随着技术的不Bi成熟,其本钱会愈来愈低,因此会

20、大量的被采用.(4) 从压力分布来说那相对于鼓式的更财称,使我们更加好的了解汽车的性能.(5) 由于其本身是暴露在外部空气之中的,相比于液封闭的鼓式,其更为容易散热通过分析比照我ID可以黑知,盘式制训器仅在防尘,防锈,寸片的使用长度 的工程以反获母的最大力的状况上弱与鼓式,在其他很多的方面,尤其是在剃 车限制的稳定11这个最主要的布标上,要明显高于鼓式一筹,而瓶着方法的不Bi优化,其相对于鼓式的为非会大大微Of,因此,在设计中我就会选盘式的.2.4盘式制却器方案比拟2.4.1固定钳式盘式制动器固定IB盘式制动器,在其两i!l的岳一个地方都安装有液压古I,于此同时在此 基RtfiliH有加装上了

21、活塞.刹车时,由于有受力的不平!?系,此时活塞花垫两 例的腔室夹紧ana盘组件,这将车轮制面.一旦当机油压力降低时,制孙踏 板松开时,胸回位弹簧两个饵区远离活塞组件和制刈盘.这种形式的结构, 也被称力对置活塞固定或淬动活塞盘式制动31.固定JB盘式制动卡ill的俐度是 占裾上风的,除了在活塞和制动衬片,没有任何其它的滑块.但是,由于需要 使用燃料箱和分裂制动盘,务必在部油迫或连接到制动盘的外部管道中使用的 两例.it使税制动器拥有比拟大的尺寸,Hilt,车轮,滚轮/道的布置就变碍 更方艰巨,特别是水的乘用车中的装置的前部；精度需要两个液压古I和活塞, 具有较高的本钱；由油制动很轻易的就会早育出

22、高温热气泡,从而对制动会具 有不利的澈响.乘用车从结构和经济方面的琢磨也许并不适用于31盘式制动 器.但是近些年来,由于增加了车物的性能要求,固定JB固有的弱点,使他们 不能完全滴足这些要求,于是正常状况下乘用车不采用固定拊盘式制3器,而 是采用洋ill盘式制动器.242浮动钳盘式有动器这种设计的选取的是一个浮动卡fB式,制动盘休最重要的由制动1U支 架,息成摩擦刹车片,制州盘组件形成的.它的制动ill托架固定在转向节,紧 固螺栓和制动卡ftl制动HI作力血街接器,制"导向待插入在与致动器的反面 的孔中来进行匹配的.从而沿导向4的袖线卡8101能够州向滑却.悬架设置在 制动盘侧活动制

23、动块,面设有卡IS板固定刹车片,只有在制孙盘lI'JaiBHo图2. 1昊乘用车/式利动器的工作原莲图Q1.制动宜2.制动钳体3.剂动块总成4.有磨损报警妾置的制动器总成.5.活塞6.制动钳支斐7.导向销.制动时,经iiana人制动si,活塞,拉动衬片上举,并加压到制动盘的 液压油迅入图2-1,并且使气si连同制动ai反向瓶着导向IB完全的掘移,直 止制孙盘制动块的侧运动被压靠在制动盘后夹紧了,从而实现制动.2.5乘用车割却器结糊的最终选择汽车制动用最简朴的话谄来说,是利用相互的作用,依游能量守恒定律,可修编-把汽车运动时所产生的能量转换力另外一种能,使汽车失去前iS的动力,但 假设制

24、动系统息是处于温度较高的悄况时,转换的进程将会受到曲折,导致刹车 效率的博低.因此加装使温度尽可能降下来的配置是十分有必要的.更快速的 汽车,刹车时产生的量对制却性能的黝响更大.处理好汽车如何迅速把刹车 后汽车的较高温度给快速的降下来,会对乘用车的刹车11能的进步起到事宿功 半的功用.园此,当代的乘用车除用车轮轮桐的形式,来使得温度尽可能的快 速降低之外,把相对老式的制却器拽掉,用新式的J力能更噬大的新式武器,即 盘式也是一种不堪的选择.正如对立线一规律所说的一样,任何事物都具有两面性,盘式制动器也是 如此,如其的生产更加的昼杂等不利的方面,而在刹车时,由于断有的负南率 在客运车和奇载前车惯I

25、I通常是70% - 80%,低于后轮,田此前轮制动力大. 乘用车家力了节省本钱,前轮盘剃,后轮曲刹方然而,随看乘用车行驶的最 大速度的不断啜高,采用盘式制面器的乘用车数目在不Bfi的的加多,尤其是中 高级乘用车,日常悄况下都采用盘式制动器.第三章骨初器的设计流程3.1设计参数本次设计的原始参数来源于某型号的乘用车.整车质量： 空载：1210kg*-'满载：1660 kg质心位置：a=Ll. 3mb=L；=l. 356ir'质心高度：空载：hg=0.9nw-'满载：hg二0. 8nH-'轴 距：L=2.656叫轮距:轮距；114 前轮距与1.422 后轮距“最高车

26、速：180knA*-'车轮工作半径：390岫轮毂尺寸：6J x 14 英寸*轮毂直径：152. 4mnH-'轮缸直径：SmriH-1轮 胎：195/60 R14e3.2钳盘式制动器主要元件3.2.1旨初盘对于制动盘来说有很多的部件组成,其中最要紧的轮毂和制却面.轮毂那么 位于车轮的部位,祯.对制动盘的制动外表的两U进行处理.是十分的仔细, 为摩擦制动块的啜供接融外表面.其正常状况下用II饮制成,且由拷扶削动盘 能提供优异的磨擦外表.按佝造来分,制面盘的两种常见类型.其中带毂制却盘有完整轮毂.而其 他的部件被单独的组成一个其他的结佝系线.另一种类型的轮毂和盘棚的由两个腹立的邯分.

27、轮毂输承安装在轴上.通 过在汽车轮毂,制动盘,并通过安装在轮毂占缘的螺栓.这抻类型被称方非毂 制动盘.可更方便的被替代.我在选择中选择第二种方式制动盘与添加掐,煽合金等铸造.当工作不仅制动盘制动片承受的法向、切向 力的作用,迪要经受的热负荷.以提升冷却效益,盘式制动ill盘式设有一些通 MIS径使之成力双城,能隅使俄授温度大大惮下来的区域十分多的上升,使汽 车刹车系藐的一殷客车乘用车没有通风悟,以及其所需的1013毫米之间的厚 Ko所用的材料被设it HT250o1制动盘直径D首先,这是制动器的一个重要组戚局部,如果把其搞碍更宽的一直的话,制动 盘的工作的"就会得到有效的拓展,前的的

28、相互作用就没有那么大了,这样 制动盘工作时就可以相时来说轻松一些,但是其的使用年限就会受到较大的影 响.不过,由于车网的澈响,其慎一殷占轮网的百分比的70至80,重量大于 2t的车物应该选择最大的精况.正常情况下,保持有效的制动11能的精况下, 尽可能将零件做的爪些,轻些.轮辆直径为14英寸,约力355.6mm,义件为 M=1660kg.所以制司盘的直径选方花桐直径的76%,所以在本设计中,轮毂力:D=76%Dr=0.76*355.6=270.2mm® D=271mm, (ft根据尺寸所作三维图如图3.1所示.图3.1制动盘2)制却盘的薄i?ro适宜的水；工作,以跋少制动器的温度,制

29、盘的厚度和不太.制动盘 可以制成固体,并且为了通风,制州盘之间可以加装通风通道.两个散热片配 置,制动盘的薄厚对其的作用的发挥有重要的作用,但其不会对其总重量有太 大的功用.制动盘厚度应在一个却外表.awa置允许在制却盘外表显菁增加 散热面枳.当车轮旋转时,制动盘外表的空气流通,形成有效的冷却制动.通 常,实心盘式制刈方IOmm-2Omm,存在有通风孔制动盘的厚度必劣被取作 20mm50mm,但多使用20mm30mm可修编在本设计中选用实心的具有通风孔的制动盘式制动盘,h取23mm.故依在 尺寸画出的图形如图3.2质示图3.2刮动盘b3外半径&与半径R在实际的设计之中,外的设置的份额之

30、差是不可以高于3/2的.假设说这个配 颔之差起出了所给定的标准的话,就会出现外帆I断比拟的四用速率的差颔是相 当宽带,在每个地方分配的相互作用是不一样的,会弓I起制动器能起作用的地 方变少,而最终的结果就是制工作水平的严重丧失,影响制动器的寿命.在查阅有关资料后,魂定本设计中取外半gft R2=104mm, R2/R,=1.3,删半径Ri=80mm4摩擦村块工作面积A由于在微水单位压力上考虑要求摩擦村块做的用可能大,从而单位面枳上 的单位压力才有可能尽可能的司,而从增加散热面枳的角度来考虑,那么要求摩 擦村供的面枳昆可能水,使之更容易散热,综合以上两肿精况,在查阅一些资 料后倡,1 .6 3.

31、5kg/cm2 围选取,为 60.89cm2<A<110.7cm2o在本设计中村块与制动盘的相互接触的面枳很小,固有点盘式之林凋.所 以其相互之间的角度.岫们就设定力50°.带入以下的计算公式之中就税到了我 们断需要的面枳A：A = 4(R：-R;)x2x x2 = 7707mm2(3-1)'360于是 A ® 77 cm2 o3.2.2明块背板与寸片迅行一定形式的组合,使两者直接的揭在一块儿,而活塞装置删要 使其的工作局部的区成变得尽可能的'水,力了使其在迅行刹车时不发生让坐在 车上的人员无法忍受的瞟声.因此在对其的断使用的原料选择时,常常使用

32、质 地较高的材质,以保证其的相对可靠性.而方了保证月无一失,还得安装了有 关于磨招警示装置,园此如果到了使用极限时,那么要马上jJH亍汽车寸片的替牧.本人在本次设计之中选电其的厚度方15mm.依据设计所做的用3.3和3.4 表示.S 3.3制动块a图3.4制动块b3.2.3明钳其是盘式的一个重要之局部,其日常是将制圳盘进行紧紧的包裹,在正常的行 驶之中时,盘是伴施着汽车iS行向陀螺一样的运动的,而在刹车的时候,其就 会对其紧紧的迁行卡任,使乘用车完成好刹车这个过程之动作.在图3.5和3.6所示制动31休的形状.图3.5刮动血It a3.6 制旃5lib3.2.4摩撩材料制动的摩擦材料应该具备高

33、而且艳定的摩擦系数,良好的散热水平,不会因温 度的上升而出现刷烈的下降,而是艳定在一个定值左右,与此同时其i!应具备 有耐磨性好,吸水率低,挤压和耐冲击性等水平.因此选定棉纤维和材脂基粘合剂,再流加有其他的有助于摩擦性能调节如由无机粉末flllSIK,聚合物 材脂与石成的材料,它可以综合多种可茵的成分的聚合捌脂的优点,从而使垫或里具有不同的摩擦特性和其它的性质.E、料“性能卜、有机类2无机类2制法.编制物.石棉模压2半金属模压.金属烧结.硬度疽软2硬.硬.极密度Q小Q小Q中Q大2大2 1承受负荷.轻Q中3中-重2中-重Q重3摩擦系数科中-高7低-高低-高甲低-中AS高.摩擦系数稳定性.差&qu

34、ot;良-优Q优.I常温下的耐磨性Q印即如中G中小高温下的耐磨性5差Q如良-优3如I机械强度中-薪低-中低-中中局妃麹传导率“低-中.低.中.后Q高0抗振鸣.优"即中-目2差7差G|抗颤振.-P中-良中3-P-P对偶性.优嫉中-良#差"差"1价格Q中-高Q蚌中/中-良Q局2品Q1表3.1摩擦材料11能比照而依裾调查,一般的材质的这个值日常在0.3至0.5的当中滑却,而在进 行盘式的设计时,这个值的浮却困园予与缩小,才可能契合我们之要求,于是 乎这个值园在0.3到0.35之间运动,而在实标的状况之下,也极其麻少的精况 下,该质地的这个值可至0.8的高位的样子,但该值

35、愈高的话,其就会愈来愈 不会的合我们对该顶之要求,断以我对该值采用为0.3.3.2.5制却器间隙及调整在实际的实际削中制动器中因留有一定的间隙,1UO在制却鼓制训盘可 以在制动装摩擦片之间自由旋转.在正常精况下,一个装式削动器的间隙被设 定力0.20.5皇米；盘式制动器是0.10.3毫米$ E 0.05毫米0.15毫 米.于是乎要经注实践的制州器之间的距离.在本次设计中：盘式制动器 同得到0.2米.此外,由于磨损会增加摩僚制动衬片的曲离,在UDlil程中,所以必绩具有制 动器的调整装置来调整间隙.目前,盘式的之间距离的整黄亦愈来愈像智能化 方向整顿,采用智能化的方法来调整.3.3旨面器旨动力分

36、留曲线分析在汽车进行制动的时候,在路机力相对来说比拟水时,地面的制动力FB与 制动器的制动力Ff是近似相同的,但是地面削动力最大只能和地面附着力一样 大,0是制圳器的胸力只与路板力有关,从理论上来沸可以是无限大,Silt 当踏板力到达一个定值后,即图3.7中的交点时,假设继续加大削动器制动力,也 就是接着在is油n时,就会出现车轮不转的悄况汽车就会出现抱见.图3.7胸力与路板力Fp的关系但其中最好的状况的实现需要ABS系荒的耕1®才可变方现实,故不讨论,我们 断说的是在无ABS的状况下进行讨论分析：1前面的早于后面的抱死,这还算是一肿稳定的I况,但会失去方向的 稳定H,原因是附着条件

37、没能根好利用,后轮制动力上升的太慢.2后面的早于前面的也死,这是不稳定的工况,也是最危急的状况,会发 生棚浒,严重危急驾乘人员生命平安,是在设计中要盈免出现的状况,原EI和 第一种精况一样,只是后轮的制孙方变成了前轮的了.3前、后轮同时抱死拖滑,这是无ABS汽车设计最理想的状志.在分析妤上述状况后,通过一些工具,画出汽车制动中的I曲线以及B线, 方下一步的设计处理做准备.F=0:0.1:1;hg=0.8;hgi=0.9;G=1.66;G1=1.21;L2=1.356;L=1.3;L=2.656;gg = (1 / 2)*(G/hg)*sq*(L2' +4hg* L、F/G) 一(G*L

38、2/hg +2* F);ggl = (l/2)*(Gl/hgl)*sqrt(Ll2+4*/igl*L*F/Gl)-(Gl*Ll/hgl + 2*F)c=0.67;y=(1-c)/c)*F;plot(F,gg,F,ggl,F,y);xlabel ('FP1/KN');ylabel (E/KN');可修编-Ff2/kNFfl/kN图3.8制训力分配曲线3.4同步附着系数的选取同步附着系数是并值汽车刹车系统机能的一项十分要紧的指标,它的值与汽车 本身的园素有关,与地面自身所具有的附着水平是无关的,它是一个设计值, 也就是说当外界的质能具备的附着系数能到达这个值的时候,其就可以

39、实现汽 车在无ABS下设计的最理想状况,其具体的推演过程如下所示：Fu + Fill = (pGFid =(pFzFu2 =(pFz2(3-2)其中：G一重力Fid,Fu2前后制动力Fzl,Fz2 地面珥前后轮法向反作用力札FH=G(b + g)/LFz2 = G(u + <pHg)/L 代入：碍:Fu2 = ! G眼 + 4HgLFul/G/Hg-(GbJHg + 2Fwl)(3-3)在上述的式子之中：L-轴距a质心到前轴距离b质心距到轴距离(P附着系数III (图3.9)曲线,即为理想的前后制动器制动力分配曲线,称为I曲线.如今,乘用车的制动力比是一个定值,比使用前制动力和制动力分配

40、比总 表示,称力制动力分财系数B,即：P = Fu/Fn(3-4)式中Fu汽车制动器总制动力所以Fu/Fu=(-p)/p(3-5)依据动力分财系数B,和前后轮在此基珊之上的相关性,血出制却力分St图中的B线,导到该条直线与X轴交角0与分配系数B的关系式力：tan<9 = (l-/7)/7(3-6)这条直线就是我们所常说的有关制动器特II的B线.由于对乘用车制动盘制面装置的设计,和良好的条件的现代玩车的运动,尤其 是在高的速度要求高的道路,选田的同步附着系数应昆可能的高,在此,附着 系数内选® 0.75,由公式/7='二也(具体见下一小节婀定前后轴制却力矩分U系数&quo

41、t;的计算)得:/? = Fu/ Fu =0.739= 0.739所以由(3-7)Fu = Fid + Fu2(3-8)与 Fu + Fu2 = (pG F«l + Fw2 = 0.8x1210x9.8 = 9486(3-9)由(3-7,8,9)得：Ful=7010N, Fu2 = 2476N3.5确定前后轴制动力炬分配系数"乘用车前与后在刹车时质承当的价循,由于同车的自身参数有W对来说有极其密切之联系,lift是比拟固定的,于是乎我们用前占总的比重来反响,即为有：P = Fi t 1 / Fu尤=%+2式中,Fu,:前制孙器制动力;尤2：后制用器制面力；由于已经岫定同步附

42、着系数,删分配系数可由下式得到：根据公式：°=y他(3-io)c 1.356+ 0.75x0.8 得：6 =2.565= 0.7393.6有关旨助效能的计算对于盘式的来说,由于其有两个面,受到两个摩擦力的相互作用,于是乎,我们能佛用如下的式子进行该工程的计算,有k = m p=2fpi p=2f从式中不难发tti到,盘式的功用的发挥仅仅只和摩操园数有关,因此其稔定11要好.3.7旨访器旨初力胞的计算由3.4中式子推导得：Mgmax = j( L -(虬)件(3-11)acp13x0.8式中其中 q=' " " "=0.77.+(9 - 伊.)x

43、外 1.3 + (0.8 一 0.75) x 0.8故后 # M A2max =(1.3-0.77 x 0.8) x0.8x 390 =1.3x106 Nmm2.656后轮的制动力 56： 1.3xl06/2=0.65xl06Nmm前轴,、f=T 血危=0.739/(1-0.739)x1.3x106 =3.6x106 Nmm1 p前轮的制却力角为:3.6xio6/2=1.8xlO6Nmm3.8旨训系筑性能要求在断定的麻准中的要求有：其本身的及能好,这之中缱含有运动以及禁止 之状况；且至少具备两套相互狈立的制动系藐,而且在一套失效的悄况下另一 套的制动效能不可水于制动器息效能的30%,且之间缠绕

44、在一起；用如何的制 动速率制动时,汽车都不可以失去操纵U以及方向的稳定H；预防水和污泥迅 来；3.8.1旨初时汽车的方向稳定性的要求可修编在日常的刹车实践中常常会出现失艳和模不着北的状况,这对驾驶与乘车人员 会造成巨大的平安的隐愚,而在这之中我们所最力遇见的就是S0偏与侧滑两种 悄况.首先是胞偏,所谓的胞偏从车物行驶的路径上来看,其前轮与后轮在的航班基 本上是一致的,而弓I起其发生的13素有两个,一力汽车的前面与后面的论证的 刹车时断产生的力不一样,其产生的根源要么方驾驶的人员对汽车的使用不当, 要么方检修的人员对汽车的维修保养引起的误差所照成的,与车物本身的设计 是没有任何的关成的,由于在设

45、计时,此处设计的左右之间的相互作用显然是 一样的,而且其的方向也是不固定的,而第二种情况是导向与转向的的相互作 用不是太和谐所弓I起的,其最为根本的原园在于转向节上节壁的球ifi,由于其 本身与转向器相互连接,从这个角度来考虑其短该值于簧上质量,但是其本身 又是前桥的局部,其本身义属于黄下质童.而在剃车时,黄上质量要求其禁止, 而簧下质量删要求其向前运动,13此就发生了矛盾,因此在进行汽车的设计时 就需要合理的对各之间的距离fit行考虑,如果设计的间可缺乏以满足簧 下质量所要求的运力量时,就不用解决上述的矛盾,因此就会造成汽车跑偏的 第二类原因,这是由于汽车本身设计的缺陷所照成的,与汽车使用人

46、员的操作 以及维修人员的维修是无关的.其次是何浒,从其运动的前后轮是明显的不再一起的,由于侧滞常常伴 随有有抱死的状况,因此以前轮抱死下汽车IM滑的状况来用有阐述,在这种情 况下,由于前珊的明向力系数低,地面的附着力弱,可以几乎认力是没有的, 假设出现一个干扰,其无法干伸这个干抗,园此其真正的运动方向与原来的运却 方向俏设是向前运却的的地方之间是形成了一个夹角,但是后面的有充分的 附着力,足以和谐到外部的干抗,于是乎其的运助方向还是原有的运洲方向(暇 设是向前运动的),因此在前后实际运动的相互作用下就形成了汽车的明滑现象 3.8.2制动诚速度,的计算制动器的功用,日常用切减速度以艮刹车时走讨的

47、路程来所量,在通常悄况下 并不用刹车时间,这也是制动器设计的最根本的要求,即要有足够的制动力.如果认方汽车是在认为的最正确状态下行进,假M此时我们忽略到地面的作用的 话,就会在这个时候有J = 1.8、/?x m)式中M总汽车前、后轮制动力矩的总合.MM心=650 +1800 = 2450Nmmre = 390mm = 0.39mm汽车总重？由参数得m=1660kg代入数据得/ = 6.8站乘用车制动微速度应在5.87m/s 2,因此符合.3.8.3制谢距离S的要求在上面的所述的a被我们搞成固定的之后,得到此项S的数值为S = l/3.6 (t t,/2) V+ V2/(25.92j)(3-1

48、2)式中；t,消除制动盘与衬块间隙时间,取0.1s?t2制动力增加的过程所经历的时间,取0.2s?V = 30km/h于是乎有 s = 1/3.6 (0.1+ 0.2/2)30+ 30/(25.92x6.8) = 6.77m乘用车的极限的制动长度方：S=0.1V + V/150S = O.13O + 3O2/15O = 9m可修编s<s因此校核是成立的.3.8.4 »车轮有动器的比能量耗散率的要求在制动彼速度方0.6g,此时该顶的值得不得高于6.0w/mm2在实际设计中, 假设实在限制不了,可以适当超出,但幅度园限制在5%左右.3.8.5比照摩擦力的要求在/ = °6

49、#的状况下,鼓式不因超注0.48»/“定,而盘式可高一直点.3.8.6预防水和污泥进入旨动器工作外表对于鼓式的来说,由于这项做的液好,因此不需采用其余的附加的举措来处理 该攻,但采用了址盘式制动器乘用车,其本身是暴露在空气中的,13此在路况 不是很好的道路上驾驶时,易使杂质进入制动盘从而影响盘式胸器的工作, 田对此有一些防的举措.最正常使用的预防举措是增加陶泥板,如图3.9所示.S3.9隔混板387紧急U却时jg板力的计算4 12111rp?). p踏板力： 4 k 2p (3-13)其中:ip为杠杆比,其值在4至7之间浮动,通常取5制动主缸直径d0=28mm制动主总管路中油压p=

50、10. 82M. pa真空助力器的增力倍数k=46,取k=5°效率=0.820.86,取=0.84I FP=- (O.O28)2 xl 0.82 xl06x-x x = 226.72 394.82N45 47 0.84可见踏板力符合(350-550 IS )的规定.388制动踏板行程的计算制却踏板工作行程* =只名)+布b +金)(3-14)其中：Fl杆比其值在这里用5；主却活塞所走过的UB离:,=(0.8一1.2).,查11有关资料,取S“=25mm；主缸推杆与活塞间隙：0.2mm：主缸活塞空行程：*=2烦那么得制动踏板行程为25mm + 0.2mm + 2mm = 27.02mm

51、3.9磨损特性之计算比能量耗散率比能量耗散乂称为单位功负荷或能量负荷,它表示单位摩擦面积在单位时间内耗散的能量.其如何计算的如下所示:e=以5-u； )/7/4Ml(3-15),= (* 一七)/0(3-16)式中5为汽车回转质量换算系数,V2=0,并可近似认为J = l；汽车总质量；vpv?-一汽车制动初速度与终速度.计算时乘用车取v.=27.8m/s (100km/h)?j制动减速度,计算时取j = 0.6g；?t制动时间,按下式计算* 一七 27.8=4.0506g.JA,前.制动衬片的摩擦面积;?P制动分配系数.r.1.11 m 1210x27.82 nz 、删 G = x P =x

52、0.739 = 4.87 w/mrrr2 2/A2x2x4.6x7700依据规定其的值不得超ii6.0W/mm假设高于,会使寸片磨损的更析害, 且会引发制动盘会冒出纹路.假设实在限制不了可适当12出,但幅度园限制在5% 左右.可修编-第四章校核及技术要求4.1有关涓度情况校核该比拟其本身热性质和温升的围是不是到达以下的条件:(4-1)(mdcd+mhch)t>L制动盘的总质量；初选叫=15kgmh连接制动盘加热的金属部件如轮毂,轮辐,轮,制动卡钳等的总质量;在最开始时,我们对其的值采用为26kg 七有关材质的热性质,其中纺铁勺=482J/kgK,而铝与其他金属的材质的结合的材料,有:q=

53、482J/(kgK)A/即温度的上升量,通ii最紧急的制动算的,在次ii程之中温度是上升13此有(mdcd + mhch)Ar =(482 xl5 + 482 x 26)x14 = 269920 JL满载汽车制动时由动能转变的热能,因制动过程迅速,可以认为制动生成的热能全部为前、后制动器所吸收, 并按前、后轴制动力的分配比率分配给前、后制动器.(4-2)(4-3)式中 虬 满载汽车总质量；叫=1660kg汽车制动时的初速度,可取v, = 20m/s ;p汽车制动器制动力分配系数,/? =0.739v2 1660x(20) x0.739工 mmccL=i /3 =:一 = 245348 J 而

54、269920 z 245348.枚核成乂.1 a 224.2胃动器的技术要求4.2.1制面盘1、其表ffiSIS养的较好且不得箱含水分2、安装在车辆上的制幼盘,腹板螺栓的拧紧力角,7080Nm.3、材质：戏铁并且要国家的标准.4.2.2制动钳1、在使用前,其痘保养的较好且不得编含水分,有的地方禁止有侵狼的物质进行处 理,气却组件不碍湿有".2、安装活塞的防尘罩,其的双仆明涂以适量洞滑脂,且禁止用都位接触密封圈,活 塞轻轻推够I孔.3、装套,外表要涂洞潸脂,同样的轴命套和密封件应涂洞潸脂.4、制州的螺坟的标准为M105、同一台车的制洲盘应该在相同的参加完SUMI与生产4.2.3前轮轮毂

55、总成技术要求1、质料；40Cro2、其在珊承在进行的升'温实验时其最终实验的温度不可以超il 232°C.3、在进行预防杂物进入的试验中,泥浆通il轴派上油100,水时后测试不使该迅 入轴承.4、福板螺栓应该悬入进制定位置,之后在150N-m ffl ®作用下不能转洲.5、福板螺栓材料:35CrMo,机械性能等级:9.8级.100%碳力探伤没有发现裂坟后,做"处理.第五章制切器的三第模型1=15.1三常建模软件之介纽ProE是美国的一家公司创造的一个,对设计人员十分有益的工具,它主要的的用就是能够迅行三维模型的构建,与cad相比,它可以让设计人员更为直观的了解其开发的 产品状况,更利于更上一层楼的设计.5.2制动器零件图的三维的建模5.2.1制幼盘的三维建模制却盘建模方法为,一开始先迅入ProE的草绘界面画出一个阊后lllfi申作业拉 出一个回柱后,通过再草绘再拉升的亦法的到切步所要的三叠型四注,在务次运用ProE中的孔命令得到右H图所示的悄况,最后在用四角命令角,和画上肋板即 可.图5.1制动盘522脂钳的三维建模首先是用草ii,大体画